JPS63100017A - アンモニウムド−ソナイトの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はアンモニウムドーソナイトの量産に適する製
法を提供するものであり、アンモニウムドーソナイトは
焼成して容易にアルミナに転換することができる。

従来の技術 重炭酸アンモニウム水溶液に塩化アルミニウム、硝酸ア
ルミニウム等のアルミニウム塩の水溶液を反応させて、
アンモニウムドーソナイトを生成させる方法は広く知ら
れている。（例えば特開昭５１−１４０９００号公報、
英国特許第７５６４８２号明細書）発明が解決しようと
する問題点 これら従来の方法は、重炭酸アンモニウム水溶液とアル
ミニウム塩の水溶液を反応させるに当り、反応系におけ
る重炭酸アンモニウムの？農度を格別に規制して反応さ
せたものでないから、生成されたアンモニウムドーソナ
イト中に副生物としてかなりの量のベーマイトが含まれ
、これを焼成して得られるアルミナは、焼結性が悪いな
どの欠陥を有していた。

問題点を解決するための手段 本発明者等は、このような問題点を解決すべく数多くの
試験を繰り返した結果、反応系における重炭酸アンモニ
ウムの濃度をできるだけ下げることによって、ベーマイ
トの少ない流動性に冨むアンモニウムドーソナイトが得
られ、且つこれを焼成して得られるアルミナは焼結性に
優れていることを知見して、本発明を完遂したものであ
る。

すなわち、本発明は重炭酸アンニモウムと塩化アルミニ
ウムないし硝酸アルミニウムを水溶液中で反応してアン
モニウムドーソナイトを生成させるに当り、反応母液中
にアンモニウムドーソナイトを０．１〜５％の割合で溶
存させ、反応系の温度ヲ４５〜６０℃に維持しながら、
塩化アルミニウム６水和物または硝酸アルミニウム９水
和物、あるいはこれらの混合物の０．４モル濃度以上の
水溶液と重炭酸アンモニウムの２．０モル濃度以上の水
溶液をアルミニウムとアンモニウムイオンのモル比がｌ
：４〜６となるように同時に滴下し、反応系における重
炭酸アンモニウムのモル濃度を０．２〜１゜０の範囲に
規制して反応させることによって、所期の目的を達成し
たものである。

本発明の実施において、アンモニウムドーソナイトを溶
存させた反応母液を形成するには、０．２〜１．０モル
濃度、望ましくは０．４〜０．８モル濃度の重炭酸アン
モニウム水溶液に所定量のアンモニウムドーソナイトを
添加するかあるいは２．０モル４度以上の重炭酸アンモ
ニウム水溶液に所定濃度のアルミニウム塩水溶液、例え
ば塩化アルミニウム６水和物の０．６モル濃度水溶液を
徐々に添加し、アンモニウムドーソナイトを反応生成さ
せても良い。

本発明方法において、反応母液にアンモニウムドーソナ
イトの種結晶を所定量溶存させることは、微細で流動性
の良い製品を得るために不可欠な要件である。

本発明において今一つ重要なことは、反応系における重
炭酸アンモニウムを常に０．２〜１．０モル濃度の範囲
に保つことである。

塩化アルミニウム６水和物、硝酸アルミニウム９水和物
またはこれらの混合物を０．４モル濃度以上含む水溶液
と２．０モル濃度以上の重炭酸アンモニウム水溶液を同
時に滴下して反応させる場合、通常の条件下では、アル
ミニウムとアンモニウムイオンのモル比をｌ：４〜６の
範囲となるように添加すれば、反応が速やかに進行し且
つアルミニウム塩水溶液中に存する酸性物質の影響によ
って、反応系における重炭酸アンモニウムの濃度を前記
所定の範囲に留めることができるが、必要があれば反応
系に酸性物質の水溶液を投入して、反応系における重炭
酸アンモニウム濃度を調整すべきである。

反応系における重炭酸アンモニウムが１．０モル濃度を
上履る状態になれば、生成されたアンモニウムドーソナ
イトの結晶が大きくなって、焼成して得られるアルミナ
の焼結性が悪化したり、反応時における重炭酸アンモニ
ウムの分解損失が顕著になる。また反応系における重炭
酸アンモニウムの濃度が０．２モルより少ない場合には
、反応生成物中にベーマイトが目立って混在するように
なり、アンモニウムドーソナイトの品質を低下させるの
みならず、反応生成物の固液分離作業を円滑に為し得な
い。

なお、アルミニウム化合物を含む水溶液と重炭酸アンモ
ニウム水溶液の夫々の濃度が前記所定量を下履る場合は
、過度に稀釈水を添加した状態となり、製品収率に低下
を来すのみならず、反応操作及び排液処理等を複雑にす
るので好ましくない。

本発明の実施における反応温度は、４５〜６０℃の範囲
においてアンモニウムドーソナイトを生成し易く、これ
より温度が低い場合には、ベーマイトの副生が目立ち、
またこれより高い温度になれば重炭酸アンモニウムの分
解が多くなる。

本発明方法における後処理は、反応生成物を反応容器内
で熟成させたのち、固液分離、洗浄して１００〜１５０
℃の温度で乾燥すれば良い。

本発明のアンモニウムドーソナイトの純度は、原料とな
る塩化アルミニウム６水和物、硝酸アルモニウム９水和
物及び重炭酸アルミニウムの純度に主に影響を受ける。

例えば、９９．９９％以上の高純度アルミナを得る場合
、アンモニウムドーソナイト中の不純物をアルミニウム
１ｇに対し１００μｇ以下としなければならないが、こ
のような高純度のアンモニウムドーソナイトを合成する
には、アルミニウム金属、水酸化アルミニウム、膠質±
（栃木系、岩手県等に存在する火山灰土で、−ｉにアロ
フェンと呼ばれる非晶質多孔性粘土鉱物であり、シリカ
、アルミナを主成分とする）等に含まれるアルミニウム
成分を塩酸と反応させて溶解し、得られたアルミニウム
塩酸塩溶液に塩化水素ガスを吹込み、晶析させた塩化ア
ルミニウム６水和物、またはアルミニウム金属、水酸化
アルミニウム、膠質上等のアルミニウム成分を硝酸と反
応させて得られたアルミニウム硝酸溶液を、ジー２−エ
チルヘキシル燐酸のケロシン溶液と液々抽出して鉄分を
除去し、この水溶液を濃縮して得られた結晶を、硝酸水
溶液より再結晶した硝酸アルミニウム９水和物、あるい
は純度９９．９９％以上のアルミニウム金属を塩酸と硝
酸との混酸（３：　１）と反応し、溶解させて得られる
塩化アルミニウム６水和物と硝酸アルミニウム９水和物
の混合物を用いることが望ましい。

これらの原料を用い本発明の方法によって製造されたア
ンモニウムドーソナイトは、約１１５０℃の温度で３時
間焼成することによって、−次粒子径０．２〜０．３　
μｍ　、嵩密度０．４ｇ／ｃｆｆｌの流動性及び焼結性
に優れたアルミナに転換することができた。

実施例１ 木版精製した膠質上（水分量５０％）　　４．６ｋｇに
３５％塩酸１０．５ｋｇと水３．５ｋｇを加えて８０℃
の温度で１時間反応させ、その反応液を濾取し、この反
応液に塩化水素ガス４．２ｋｇを吹込み、晶析、分取し
、この結晶を水に溶解して、再び塩化水素ガスを吹込み
、晶析、分離し、３５％塩酸で洗浄して塩化アルミニウ
ム６水和物の結晶５　、９　ｋｇを得た。前記塩化アル
ミニウム６水和物を純水に溶かして０．６モル濃度の塩
化アルミニウム６水和物の水溶液４０１を調整した。

なお、前記塩化アルミニウム６水和物に含まれる不純物
量をＦｅ、　Ｎａ、　Ｋ　、　Ｍｇ、　Ｃａは原子吸収
分析法、ＳｔはＪＩＳ　１１１３５２のモリブデンブル
ー法によって測定した結果、アルミニウム１ｇに対して
、Ｆｅ、Ｎａｓ　Ｋ　−、Ｍｇ、Ｃａ及びＳｔの合計量
が５０ｕｇ以下であった。

一方、市販の重炭酸アンモニウム９．４８を４０２の純
水に溶かして、３．０モル濃度の重炭酸アンモニウム水
溶液４ＯＮを調整した。

この重炭酸アンモニウム水溶液２．４１を５１の反応器
に入れ、これに攪拌しながら、前記塩化アルミニウム６
水和物の水溶液を毎時０．８ｆの割合で２時間に亘って
滴下し、アンモニウムドーソナイト３％含む０．６モル
濃度の重炭酸アンモニウム水溶液４１からなる反応母液
を形成した。

次いで前記反応母液を入れた反応器の液温を５０〜５５
℃に保ちながら、前記０．６モル濃度の塩化アルミニウ
ム６水和物水溶液３５Ｎ及び前記３モル濃度の重炭酸ア
ンモニウム水溶液３５１を夫々同時に毎時１１の割合で
３５時間に亘って滴下した。（ＡＩとＮＨ，のモル比は
１：５） この間、反応溶液を６０分間毎にサンプリングして、反
応系における重炭酸アンモニウムの濃度を測定したとこ
ろ、いずれも０．５〜０．８モル濃度の範囲にあり、反
応器において生じた反応生成液は毎時２Ｉｌの割合で熟
成缶に移送し、ここで約４時間熟成させたのち、結晶を
濾過、洗浄し、約１０５℃の温度で３時間乾燥して、流
動性に富む白色微粉末２．４３０ｇを得た。

この結晶を前記と同様の不純物の測定方法によって分析
した結果、本島はＡＩ　Ｉｇに対してＮａ、　Ｋ、Ｍｇ
、　Ｃａ及びＳｉの合計量が８５μｇのアンモニウムド
ーソナイトであることが認められた。

なお、本例における原料塩化アルミニウム６水和物に対
するアンモニウムドーソナイトの収率は８７％であった
。

実施例２ 純度９９．９９５％のアルミニウム金属（１ケア０ｇ）
　１０個を塩酸と硝酸の混酸（３：　１）と反応させ、
アルミニウム２．３モル濃度の混酸溶液３．５１を得た
。

この混酸溶液のアルミニウムと酸のモル比は１：３．１
であり、この混酸溶液を純水で稀釈して、塩化アルミニ
ウム６水和物と硝酸アルミニウム９水和物を含む１．５
モル？二度のアルミニウム塩水溶液５．４２を調整した
。

一方・重炭酸アンモニウム０．８モル；震度の溶液３１
とアンモニウムドーソナイト５０ｇとを混合して反応母
液を形成し、これに１．５モル濃度の前記アルミニウム
塩水溶液を毎時４００ｍ　ｌ、３．０モル膿度の重炭酸
アンモニウム、水溶液を毎時１１の割合で１３．５時間
に亘って滴下した。この間＾ｌとＮ１１４のモル比はｌ
：５であり、反応溶液中の重炭酸アンモニウムの濃度は
０．５〜０．８モルの範囲にあった。

原料の滴下開始から３０分後に反応生成液を毎時１．４
１の割合で熟成缶に移送し、４時間ｙ１成させて、実施
例１と同様の後処理を行ない、ＡＩ　Ｉｇに対してＮａ
ｓ　Ｋ　、　Ｍｇ、　Ｃａ及びＳｉの合計量が６５．ｌ
ｊｇのアンモニウムドーソナイト９１０ｇを得た。

本例における原料アルミニウム金属に対する製品収率は
８５％であった。

実施例３ 実施例１に示した木版生成した膠質±１　、２　ｋｇに
１２Ｎ硝酸２　、８　ｋｇを加え、８０℃の温度で１時
間加熱し、反応液を分取した。前記反応液２．４ｋｇを
ジー２−エチルヘキシル燐酸１５％を含有するケロシン
溶液１２．０ｋｇと液々抽出し、これを２回繰り返して
、反応液中の鉄分を除去した。

次いで抽出液中の水相を分取し、減圧濃縮して硝酸アル
ミニウム９水和物１．１ｋｇを得た。

さらにこの硝酸アルミニウムをＩＯＮ硝！　０．８ｋｇ
に溶かして再結晶し、１６Ｎ硝酸で洗浄して、ＡＩ　１
ｇに対してＦｅｓ　Ｎａｓ　Ｋ　％　Ｍｇ、　Ｃａ及び
Ｓｉの合計量が６３μｇの硝酸アルミニウム９水和物を
得た。

前記硝酸アルミニウム９水和物９４０ｇに溶かし、１．
０モル濃度の硝酸アルミニウム水溶液２．５１を形成し
た。

一方０．８モル濃度の重炭酸アンモニウム水溶液３１に
アンモニウムドーソナイト５０ｇを混合して反応母液を
形成し、反応系の温度を５０〜５３℃に保ちながら、前
記硝酸アルミニウム水溶液を毎時５００ｒａｌ、２．８
モル濃度の重炭酸アンモニウム水溶液を毎時１ｊ！の割
合で同時に滴下した。（この間ＡｌとＮｌ１４のモル比
は１　：５．６であり、反応溶液中の重炭酸アンモニウ
ムの濃度は０．５〜０．８モルの範囲にあった）原料の
滴下開始から３０分後に反応生成液を毎時１．５１の割
合で熟成缶に移送し、ここで４時間熟成したのち、実施
例１と同様の後処理をして、ＡＩ　Ｉｇに対してＮａＸ
Ｋ　−、Ｍｇ、　Ｃａ及びＳｉの合計量が５０μｇのア
ンモニウムドーソナイト３００ｇを得た。

本例における硝酸アルミニウム９水和物に対する製品収
率は９０％であった。

発明の効果 本発明によれば、重炭酸アンモニウムとアルミニウム塩
を水溶液中で反応させ、ベーマイトの副生及び重炭酸ア
ンモニウムの分解を夫々僅少として、純度の高いアンモ
ニウムドーソナイトを収率良（製造することができ、そ
の反応操作は重炭酸アンモニウム水溶液及びアルミニウ
ム塩を含む水溶液の濃度を一定に制御すれば良いので量
産に好適であり、また本発明方法によって得られたアン
モニウムドーソナイトを焼成したアルミナは、焼結性に
優れているなど実施上の効果は多大である。

特許出願人　　　四国化成工業株式会社手続補正書（自
発） 昭和６１年１り月／ワ日 特許庁長官　殿　　　　　　　　　　　　　　　ふり１
、　事件の表示 昭和６１年特許願第２４６５６６号 ３、補正をする者 事件との関係：特許出願人 ４、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ５、補正の内容 （１）明細書第９頁４行目から同頁５行目にかけて記載
の’９．４ｇを４０２の純水に」とある記載を「９．４
ｋｇを純水に」と補正する。

（２）明細書筒１２頁１２行目に記載のｒ　９４０ｇに
溶かし、手υε（１１１正占 昭和６１年１２月ｌ）日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重炭酸アンニモウムと塩化アルミニウムないし硝酸アル
   ミニウムを水溶液中で反応してアンモニウムドーソナイ
   トを生成させるに当り、反応母液中にアンモニウムドー
   ソナイトを０．１〜５％の割合で溶存させ、反応系の温
   度を４５〜６０℃に維持しながら、塩化アルミニウム６
   水和物または硝酸アルミニウム９水和物、あるいはこれ
   らの混合物の０．４モル濃度以上の水溶液と重炭酸アン
   モニウムの２．０モル濃度以上の水溶液をアルミニウム
   とアンモニウムイオンのモル比が１：４〜６となるよう
   に同時に滴下し、反応系における重炭酸アンモニウムの
   モル濃度を０．２〜１．０の範囲に規制して反応させる
   ことを特徴とするアンモニウムドーソナイトの製造法。